KR20100047928A - 초음파 발생이 가능한 수냉식 동담금 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 발생이 가능한 수냉식 동담금에 관한 것으로 특히, 두 모재의 용접부 후면에 설치되는 이면 백킹재와; 모재의 용접부 전면부에 설치되어 가스 공급 및 냉각기능을 갖는 수냉식 동담금과; 용접부에 와이어를 공급하는 용접용 토치;로 구성된 일렉트로 가스 용접장치에 있어서, 상기 두 모재의 용접부에 근접되는 수냉식 동담금의 내면에 초음파 발생장치를 부가 설치하여 아아크에 의해 용융된 금속이 초음파에 의한 강제 교반을 통해 응고되기 직전에 완전히 섞이도록 한 것을 특징으로 한다.

따라서, 용융 금속이 응고되기 직전에 초음파 교반을 통해 완전히 섞을 수 있어, 용융 금속의 입자를 분쇄시킬 수 있으므로 용융 금속 입자의 미세화는 물론 방향성을 없앨 수 있을 뿐만 아니라 기계적인 물성을 대폭 향상시킬 수 있어 용접의 질을 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

초음파, 수냉식 동담금, 이면 백킹재, 소재

Description

초음파 발생이 가능한 수냉식 동담금{Ultrasonic Generatable Water Cooling Copper Backing}

본 발명은 초음파 발생이 가능한 수냉식 동담금에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수냉식 동담금에 용융 금속에 초음파를 가해주는 초음파 발생장치를 부가 설치하여 용융 금속이 응고되기 직전에 초음파에 의해 완전히 섞이도록 하는 방식을 통해 용융 금속의 입자를 분쇄시킬 수 있도록 하여 용융 금속 입자의 미세화는 물론 방향성을 없애 기계적인 물성을 대폭 향상시킬 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 일렉트로 가스 용접은 수직전용 용접이라는 점에서 일렉트로 슬랙 용접과 같지만, 사용되는 열원이 아크라는 점에서 크게 다르다.

용접의 원리는 수냉동판으로 용접부위를 둘러싸고 그 안으로 CO₂를 집어넣어 보호가스 분위기를 만든 이후에 와이어 가이드 노즐을 통하여 복합(용접)와이어를 송급하여, 복합 와이어 끝과 모재간에 발생하는 아크에 의해, 복합와이어와 모재를 용융하여 용접을 진행한다.

이때, 보호가스는 모재의 재질에 따라서 사용되며 강에 대해서는 주로 CO₂가 사용되지만, CO₂-Ar, Ar-O₂ 등의 혼합가스를 사용할 때도 있다

도 1의 (a)(b)는 종래의 일렉트로 가스 용접장치 및 동담금의 사용 상태를 나타낸 평면 및 측 단면도를 나타낸 것이다,

종래의 일렉트로 가스 용접은 나란히 세워진 모재(1)의 용접부를 대향하며 모재에 형성된 "V"형의 용접부를 따라 아래에서 상방으로 상진하며, 이산화 탄소를 보호가스로 이용하여 아크를 발생시키며, 이 아크열로 모재(1)를 용융시켜 각각의

모재(1)를 접합하는 방식으로, 통상 세워진 상태로 설치된 모재(1)의 전면에는 수냉식 동담금(3)과 용접용 토치(4)를 설치하고, 후면에는 이면 백킹재(2)를 이용하여 용접 비드를 형성하며 특히 수냉식 동담금(3)은 용접시에 발생되는 용접열을 냉각하여 용융금속이 아래로 흘러내리는 것을 방지하고 있다.

즉, 종래의 일렉트로 가스 용접장치를 이용한 용접시 용융물의 형태를 유지하기 위하여 비드 외관에 적절한 형태의 동당금을 사용하게 되는데, 이때 동당금은 고온의 용융물에 의한 손상을 방지하기 위하여 냉각수로서 냉각을 시킨다.

이와 같은 일렉트로 가스 용접장치의 사용처는 주로 입향 전용 용접인 EGW(Electro Gas Welding, 또는 SEGARC)의 표면 또는 이면에 부착되어 사용되고 있다.

그런데, 이와 같은 구성을 갖는 일렉트로 가스 용접장치를 이용하여 용접하고자 할 때 부재의 두께가 두꺼워지게 되면 용접 금속의 양이 과대하게 많아져서 상호 섞임이 불충분하거나, 높은 용접 입열을 가함에 따라서 용접 금속이 특정 방향으로 응고하고 입자가 조대해져서 충격 인성 및 기계적인 물성이 크게 저하되어 이에 대한 해결이 필요한 실정이다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 일렉트로 가스 용접장치를 사용하여 두 모재를 용접할 때 사용되는 수냉식 동담금에 용융 금속에 초음파를 가해주는 초음파 발생장치를 부가 설치하여 용융 금속이 응고되기 직전에 초음파에 의해 완전히 섞이도록 함으로써, 용융 금속의 입자를 분쇄시킬 수 있어 용융 금속 입자의 미세화는 물론 방향성을 없앨 수 있을 뿐만 아니라 기계적인 물성을 대폭 향상시킬 수 있어 용접의 질을 대폭 향상시킬 수 있는 초음파 발생이 가능한 수냉식 동담금을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 두 모재의 용접부 후면에 설치되는 이면 백킹재와; 모재의 용접부 전면부에 설치되어 가스 공급 및 냉각기능을 갖는 수냉식 동담금과; 용접부에 와이어를 공급하는 용접용 토치;로 구성된 일렉트로 가스 용접장치에 있어서, 상기 두 모재의 용접부에 근접되는 수냉식 동담금의 내면에 초음파 발생장치를 부가 설치하여 아아크에 의해 용융된 금속이 초음파에 의한 강제 교반을 통해 응고되기 직전에 완전히 섞이도록 한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 일렉트로 가스 용접장치를 사 용하여 두 모재를 용접할 때 사용되는 수냉식 동담금의 내면에 용융 금속에 초음파를 가해주는 초음파 발생장치를 부가 설치하여 용융 금속이 응고되기 직전에 초음파에 의해 완전히 섞이도록 함으로써, 용융 금속의 입자를 분쇄시킬 수 있어 용융 금속 입자의 미세화는 물론 방향성을 없앨 수 있을 뿐만 아니라 기계적인 물성을 대폭 향상시킬 수 있어 용접의 질을 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명이 적용된 수냉식 동담금의 사시도를 나타낸 것이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명이 적용된 수냉식 동담금과 일렉트로 가스 용접장치를 사용한 모재 용접 상태를 보인 평단면 및 정단면도를 나타낸 것이다

이에 따르면 본 발명은, "V"홈 형상을 갖는 두 모재(1)의 용접부 후면에 설치되는 이면 백킹재(2)와; 모재(1)의 용접부 전면부에 설치되어 가스 공급 및 냉각기능을 갖는 수냉식 동담금(3)과; 용접부에 와이어를 공급하는 용접용 토치(4);로 구성된 일렉트로 가스 용접장치에 있어서,

상기 두 모재(1)의 용접부에 근접되는 수냉식 동담금(3)의 내면에 초음파 발생장치(5)를 부가 설치하여 아아크에 의해 용융된 용융 금속(6)이 초음파에 의한 강제 교반에 의해 응고되기 직전에 완전히 섞이도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명 수냉식 동담금에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 이면 백킹재(2)와 수냉식 동담금(3) 및 용접용 토치(4)로 구성된 공지된 일렉트로 가스 용접장치에 있어서, 상기 두 모재(1)의 용접부에 근접되는 수냉식 동담금(3)의 내면에 초음파 발생장치(5)를 부가 설치한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 이면 백킹재(2)는 "V"홈 형상을 갖는 두 모재(1)의 용접부 후면에 설치되어 용융 금속이 아래로 흘러내리는 것을 방지하는 역할을 하고, 상기 수냉식 동담금(3)은 용접부 전면부에 설치되어 가스 공급 및 냉각기능을 수행하며, 상기 용접용 토치(4)는 용접에 필요한 와이어를 공급하며 용접을 직접적으로 수행하는 기능을 갖는다.

한편, 상기와 같이 두 모재(1)의 용접부에 근접되는 수냉식 동담금(3)의 내면에 초음파 발생장치(5)를 부가 설치하게 되면, 이면 백킹재(2)와 수냉식 동담금(3)을 통해 두 모재(1)의 용접할 부위를 둘러싸고 그 안으로 CO₂를 집어넣어 보호가스 분위기를 만든 이후에 용접용 토치(4)를 통해 복합(용접)와이어를 송급하여, 복합 와이어 끝과 모재간에 발생하는 아크에 의해 복합와이어와 모재를 용융하여 용접이 진행될 때, 상기 수냉식 동담금(3) 내면에 설치된 초음파 발생장치(5)에서 발생하는 초음파에 의해 용융 금속(6)이 응고되기 직전 강제 교반에 의해 완전히 섞이게 된다.

이와 같이 용융 금속이 응고되기 직전에 초음파에 의해 완전히 섞이게 되면 용융 금속의 입자를 분쇄시킬 수 있어 용융 금속 입자의 미세화는 물론 방향성을 없앨 수 있으므로 기계적인 물성이 대폭 향상될 뿐만 아니라 용접의 질이 매우 좋게 된다.

이때, 상기 초음파 발생장치(5)는 일반적으로 널리 알려진 것이어서 그의 구체적인 구성에 대한 도시는 생략하였으나, 소재의 두께나 용접부의 폭과 깊이 등을 감안하여 초음파의 출력 즉, 진폭 및 세기 등을 사용자가 임으로 조절할 수 있는 기능을 구비하고 있다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1의 (a)(b)는 종래의 일렉트로 가스 용접장치 및 동담금의 사용 상태를 나타냉 평면 및 측단면도.

도 2는 본 발명이 적용된 수냉식 동담금의 사시도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명이 적용된 수냉식 동담금과 일렉트로 가스 용접장치를 사용한 모재 용접 상태를 보인 평단면 및 정단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 모재

2 : 이면 백킹재

3 : 수냉식 동담금

4 : 용접용 토치

5 : 초음파 발생장치

6 : 용융 금속

Claims (1)

1. 두 모재의 용접부 후면에 설치되는 이면 백킹재와; 모재의 용접부 전면부에 설치되어 가스 공급 및 냉각기능을 갖는 수냉식 동담금과; 용접부에 와이어를 공급하는 용접용 토치;로 구성된 일렉트로 가스 용접장치에 있어서,

   상기 두 모재의 용접부에 근접되는 수냉식 동담금의 내면에 초음파 발생장치를 부가 설치하여 아아크에 의해 용융된 금속이 초음파에 의한 강제 교반을 통해 응고되기 직전에 완전히 섞이도록 한 것을 특징으로 하는 초음파 발생이 가능한 수냉식 동담금.

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